石墨軸承的潤(rùn)滑基理、分類和功用分析

從碳原子結(jié)構(gòu)分析石墨材料的潤(rùn)滑性。石墨材料自身就存在潤(rùn)滑功用，這是石墨的晶體結(jié)構(gòu)所決議的。石墨的潤(rùn)滑功用除晶格的特定原因有先天可供潤(rùn)滑的結(jié)構(gòu)外，就是水和空氣對(duì)它的出色潤(rùn)滑效果的發(fā)揮。水和空氣的存在使石墨的作業(yè)面上吸附了水和氣體分子，增大了石墨互相滑動(dòng)的解理面間的間隔，然后削弱了它們間的結(jié)合力。軸承有滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承之分，質(zhì)料上又有金屬、非金屬、復(fù)合材料之別。

石墨軸承以石墨材料為首要基材，應(yīng)用于食物、飲料、紡織、化工等工業(yè)部門中的運(yùn)輸機(jī)、干燥機(jī)、紡織機(jī)、潛水泵電機(jī)等軸承方面，這些部位如用油脂潤(rùn)滑劑不可避免會(huì)引起污染，而石墨軸承的自潤(rùn)滑性很強(qiáng)，耐腐蝕，可不運(yùn)用潤(rùn)滑油而進(jìn)行長(zhǎng)期作業(yè)。為了提高制品的機(jī)械強(qiáng)度，特別是為了提高耐沖擊韌性，常用一些耐磨功用好的易熔金屬進(jìn)行浸漬處理。浸銻石墨軸承允許的作業(yè)溫度可達(dá)500C，銻與銅對(duì)磨時(shí)不易沾著，在大負(fù)荷和快速的情況下作業(yè)，其耐磨功用可提高2--3倍。石墨材料的強(qiáng)度隨溫度升高而增加的趨勢(shì)一向保持到2600C左右，在高溫時(shí)強(qiáng)度是室溫的3倍。

滑動(dòng)軸承存在著兩種抵觸方式，即靜抵觸和動(dòng)抵觸，一般炭石墨軸承的靜抵觸比同樣情況下的金屬軸承要小一些。普通炭石墨軸承在干作業(yè)情況下，動(dòng)抵觸系數(shù)在0.08-0.3之間，濕作業(yè)情況下因?yàn)榇嬖谥嚯x潤(rùn)滑，所以動(dòng)抵觸系數(shù)一般在0.01-0.1范圍內(nèi)。在炭刷與換向器的抵觸中，換向器外表可產(chǎn)生一層褐色、深紫色、淺蘭色的薄膜，這層薄膜可起潤(rùn)滑過程中的保護(hù)效果。分析可知，這層薄膜首要由兩部分組成，其一是與金屬結(jié)合在一起的金屬氧化膜和金屬氫氧化物，稱為氧化薄膜。其二是炭素薄膜，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的炭塊上剝離下來的極端細(xì)微的炭、石墨粒子、炭塊材料中所含的不純物、空氣中浮游的塵被吸附的水分和氧所組成。

鑲嵌石墨軸承的制造是以金屬材料為基體，它的機(jī)械強(qiáng)度基本取決于選用的金屬質(zhì)料的機(jī)械功用，石墨作為一種固體潤(rùn)滑材料鑲嵌在軸承的抵觸面金屬基體上，用于軸承作業(yè)狀態(tài)下的潤(rùn)滑材料，但石墨也有含油效果。石墨的鑲嵌可采納二種辦法，一種是熔融金屬液澆鑄法，另一種是在金屬基材上先依照必定的擺放辦法加工一些孔洞，然后將固體潤(rùn)滑劑嵌入其間，鑲嵌石墨軸承的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、熱膨脹系數(shù)一般取決于基體金屬質(zhì)料。但鑲嵌石墨軸承的強(qiáng)度大大提高，可在重載荷下運(yùn)轉(zhuǎn)。